(57)【要約】      （修正有）【課題】貫通孔を高精度に形成することが可能な構造体の製造方法の製造方法を提供する。【解決手段】貫通孔を有する構造体の製造方法は、空孔を有する多孔質フィルム６０をステージ５１上に固定する第１の工程と、多孔質フィルム６０の上に被成形体７０を配置する第２の工程と、被成形体７０を加熱しながら、突起部５３３を有するモールド５３で被成形体７０を押圧して、貫通孔を形成する第３の工程と、被成形体７０からモールド５３を離型する第４の工程と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する構造体の製造方法であって、
空孔を有する多孔質フィルムを支持体上に固定する第１の工程と、
前記多孔質フィルムの上に被成形体を配置する第２の工程と、
前記被成形体を加熱しながら、突起部を有するモールドで前記被成形体を押圧して、前記貫通孔を形成する第３の工程と、
前記被成形体から前記モールドを離型する第４の工程と、を備えたことを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の構造体の製造方法であって、
前記多孔質フィルムを構成する樹脂材料の荷重たわみ温度は、前記被成形体を構成する樹脂材料の荷重たわみ温度よりも相対的に高いことを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項３】
層間導通部を有するプリント配線板の製造方法であって、
貫通孔を有する絶縁性基板を請求項１又は２に記載の製造方法によって形成する工程と、
前記貫通孔に導体を充填して、前記層間導通部を形成する工程と、を備えたことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔を有する構造体をナノインプリント法によって製造する製造方法、及びその構造体を絶縁性基板として用いたプリント配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貫通孔を有する構造体の製造方法として、熱可塑性樹脂と下型との間に保護シート（犠牲層）を介在させることで、金型による熱可塑性樹脂のスタンピングの際に金型の突起部が下型と直接接触するのを防止する技術が知られている（例えば特許文献１（段落００３０〜００３７及び図４）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の技術では、突起部の押圧に伴って保護シートが引き寄せられて比較的広い範囲で変形する。熱可塑性樹脂もこの保護シートの変形に追従することで伸長したり破損したりする場合があり、貫通孔を高精度に形成することが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、貫通孔を高精度に形成することが可能な構造体の製造方法、及びプリント配線板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る構造体の製造方法は、貫通孔を有する構造体の製造方法であって、空孔を有する多孔質フィルムを支持体上に固定する工程と、前記多孔質フィルムの上に被成形体を配置する工程と、前記被成形体を加熱しながら、突起部を有するモールドで前記被成形体を押圧して、前記貫通孔を形成する工程と、前記被成形体から前記モールドを離型する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
［２］上記発明において、前記多孔質フィルムを構成する樹脂材料の荷重たわみ温度は、前記被成形体を構成する樹脂材料の荷重たわみ温度よりも相対的に高くてもよい。
【０００８】
［３］また、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、層間導通部を有するプリント配線板の製造方法であって、貫通孔を有する絶縁性基板を上記の製造方法によって形成する工程と、前記貫通孔に導体を充填して、前記層間導通部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空孔を有する多孔質フィルムを被成形体とステージとの間に介在させるので、貫通孔を高精度に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態における多層プリント配線板を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における多層プリント配線板の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２のステップＳ１１１及びＳ１１２を示す図である。
【図４】図４は、図２のステップＳ１１３を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、図４のV部の拡大図であり、図５（Ｂ）は、従来の保護シートを用いた場合を示す図である。
【図６】図６は、図２のステップＳ１２０を示す図である。
【図７】図７は、図２のステップＳ１３０を示す図である。
【図８】図８は、図２のステップＳ１４０を示す図である。
【図９】図９は、図２のステップＳ１５０を示す図である。
【図１０】図１０は、図２のステップＳ３００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
先ず、本実施形態におけるプリント配線板の製造方法によって製造されるプリント配線板１０の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態におけるプリント配線板を示す断面図である。
【００１３】
本実施形態におけるプリント配線板１０は、第１のプリント配線板２０と第２のプリント配線板３０を積層して構成された多層フレキシブルプリント配線板である。なお、以下に説明する多層プリント配線板１０は一例に過ぎず、例えば、多層プリント配線板を構成するプリント配線板の枚数、配線パターンやバイアホールの配置等は、特にこれに限定されない。
【００１４】
第１のプリント配線板２０は、第１の絶縁性基板２１と、配線パターン２２，２３と、バイアホール２４と、を有している。第２のプリント配線板３０も、第２の絶縁性基板３１と、配線パターン３２と、バイアホール３３と、を有している。
【００１５】
第１の絶縁性基板２１は、例えば、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、シクロオレフィンポリマ（ＣＯＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＮ）等の熱可塑性樹脂から構成されている。この第１の絶縁性基板２１には、後述する熱インプリント法によって、上側配線パターン２２に対応する凹部２１１や、バイアホール２４に対応する貫通孔２１２が一体的に形成されている。
【００１６】
上側配線パターン２２は、第１の絶縁性基板２１の凹部２１１に充填された銅等の金属材料から構成されている。同様に、バイアホール２４も、第１の絶縁性基板２１の貫通孔２１２に充填された銅等の金属材料から構成されている。
【００１７】
これに対し、下側配線パターン２３は、サブトラクティブ法やセミアディティブ法によって、第１の絶縁性基板２１の下側の主面２１３上に形成されている。
【００１８】
第１のプリント配線板２０と第２のプリント配線板３０とは相互に積層されており、第２のプリント配線板３０の配線パターン３２と第１のプリント配線板２０の第１の配線パターン２２とは、第２のプリント配線板３０に形成されたバイアホール３３を介して電気的に導通している。また、第１のプリント配線板２０において、上側配線パターン２２は、バイアホール２４を介して、下側配線パターン２３に電気的に導通している。
【００１９】
次に、以上に説明した多層プリント配線板１０の製造方法について、図２〜図９を参照しながら説明する。
【００２０】
図２は本実施形態におけるプリント配線板の製造方法を示すフローチャート、図３〜図４及び図６〜図１０は図２の各ステップを示す図、図５（Ａ）は図４のV部を示す拡大図、図５（Ｂ）は従来の保護シートを用いた場合を示す図である。
【００２１】
本実施形態では、図２に示すように、ステップＳ１００，Ｓ２００において第１及び第２のプリント配線板２０，３０を個別に形成した後に、ステップＳ３００で第１のプリント配線板２０と第２のプリント配線板３０を相互に貼り合わせることで、多層プリント配線板１０を製造する。
【００２２】
第１のプリント配線板２０を形成する工程Ｓ１００では、先ず、ステップＳ１１０において、第１のプリント配線板２０の第１の絶縁性基板２１を形成する。このステップＳ１１０は、同図に示すように、４つの工程Ｓ１１１〜Ｓ１１４から構成されている。
【００２３】
図２のステップＳ１１１において、図３に示すように、インプリント装置５０のステージ（下型）５１の上にクッション材６０を固定する。なお、図３に示すように、インプリント装置５０のプレスヘッド５２には、インプリントモールド５３が固定されている。
【００２４】
このインプリントモールド５３は、例えば、シリコン（Ｓｉ）から構成される熱インプリントモールド用の金型であり、同図に示すように、本体部５３１、凸部５３２、及び突起部５３３を有している。なお、同図に示すインプリントモールド５３における凸部５３２や突起部５３３の配置は一例に過ぎず、第１のプリント配線板２０の上側配線パターン２２やバイアホール２４の配置に応じて設定される。
【００２５】
凸部５３２は、第１のプリント配線板２０の上側配線パターン２２やバイアホール２４のランドに対応するように、本体部５３１の上に形成されており、例えば５［μｍ］程度の幅ｗと６［μｍ］程度の高さｈ１を有している。一方、突起部５３３は、バイアホール２４に対応するように一部の凸部５３２に立設されている。この突起部５３３は、例えば１０［μｍ］程度の直径ｄを有すると共に、被成形体７０の厚さよりも高い３０［μｍ］程度の高さｈ２を有しており、高いアスペクト比を有している。なお、このインプリントモールド５３の表面にフルオロカーボン系材料を付着させる離型処理を施しておくことが好ましい。
【００２６】
クッション材６０は、図５（Ａ）に示すように、多数の空孔６１を有する多孔質（発泡）フィルムから構成されており、この多孔質フィルムは、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリスルホン（ＰＳ）等の耐熱性を有する樹脂材料から構成されている。この空孔６１は、例えば０．０５［μｍ］〜５［μｍ］の平均孔径を有しており、クッション材６０は、例えば２０〜８５［％］の空孔率を有している。空孔６１の孔径が大き過ぎたり、クッション材６０の空孔率が低過ぎたりすると、プレス時におけるクッション材６０の変形が広がってしまい、十分な効果を得ることができない。
【００２７】
なお、空孔６１の平均孔径の測定方法としては、例えば、クッション材６０の断面の目視観察に基づいて測定する方法を例示することができる。また、クッション材６０の空孔率の測定方法としては、例えばクッション材６０の誘電率に基づいて測定する方法を例示することができる。
【００２８】
次いで、図２のステップＳ１１２において、クッション材６０の上に、例えば樹脂フィルムから構成される被成形体７０を配置する。
【００２９】
この際、本実施形態では、クッション材６０を構成する樹脂材料の荷重たわみ温度Ｔａが、被成形体７０を構成する樹脂材料の荷重たわみ温度Ｔｂよりも相対的に大きくなっている（Ｔａ＞Ｔｂ）。このような関係を満たす材料の組み合わせの一例を下表に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
例えば、クッション材６０をポリイミド（ＰＩ）で構成する場合には、上表に示すように、例えば、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、シクロオレフィンポリマ（ＣＯＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＮ）等のポリイミドよりも荷重たわみ温度が相対的に低い材料で被成形体７０を構成する。
【００３２】
また、クッション材６０をポリアミドイミド（ＰＡＩ）で構成する場合には、上表のように、例えば、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、シクロオレフィンポリマ（ＣＯＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＮ）等のポリアミドイミドよりも荷重たわみ温度が相対的に低い材料で被成形体７０を構成する。
【００３３】
また、クッション材６０をポリスルホン（ＰＳ）で構成する場合には、上表のように、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、シクロオレフィンポリマ（ＣＯＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＮ）等のポリスルホンよりも荷重たわみ温度が相対的に低い材料で被成形体７０を構成する。
【００３４】
なお、本実施形態における荷重たわみ温度とは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９１の「プラスチック−荷重たわみ温度の求め方−」に準拠して測定される温度である。具体的には、加熱浴槽中で試験片に３点荷重によって１．８２［ＭＰａ］（又は０．４６［ＭＰａ］）の荷重を加えながら２［℃／ｍｉｎ］で温度を上昇させ、試験片のたわみ量が０．２５４［ｍｍ］に達した温度を「荷重たわみ温度」とする。なお、クッション材６０を構成する材料の荷重たわみ温度を測定するための試験片には、空孔６１は形成されておらず、空孔６１を有しない材料そのものの荷重たわみ温度を測定する。
【００３５】
次いで、図２のステップＳ１１３において、ステージ５１やプレスヘッド５２内に埋設されたヒータ（不図示）によって被成形体７０を加熱した後に、図４に示すように、減圧下でプレスヘッド５２をステージ５１に向かって下降させることで、インプリントモールド５３を被成形体７０に押し付ける。この際、例えば、クッション材６０を、荷重たわみ温度Ｔａが３８０［℃］の発泡ポリイミドで構成し、被成形体７０を荷重たわみ温度Ｔｂが２４０［℃］の液晶ポリマで構成した場合には、被成形体７０を２６５［℃］に加熱した状態で０．２５［ＭＰａ］でプレスする。
【００３６】
インプリントモールド５３を被成形体７０に押し付けると、同図に示すように、インプリントモールド５３の表面形状（凸部５３２や突起部５３３の形状）が被成形体７０に転写されて、第１の絶縁性基板２１が形成される。この第１の絶縁性基板２１は、インプリントモールド５３の凸部５３２や突起部５３３にそれぞれ対応する凹部２１１や貫通孔２１２を有している。
【００３７】
この際、本実施形態では、インプリントモールド５３の突起部５３３が被成形体７０を貫通してクッション材６０を押圧するが、図５（Ａ）に示すように、クッション材６０の空孔６１が潰れることで突起部５３３の押圧を吸収するので、クッション材６０において突起部５３３に押圧される範囲は局所的となる。このため、突起部５３３の押圧に伴う被成形体７０の伸長や破損を抑制することができ、被成形体７０の変形を最小限に止めることができる。
【００３８】
また、クッション材６０が多数の空孔６１を有しており、小さな押圧力でクッション材６０を変形させることができるので、インプリントモールド５３の突起部５３３の破損を抑制することもできる。
【００３９】
これに対し、図５（Ｂ）に示すように、従来のように多孔質を有しないクッション材６０Ｂをステージ５１と被成形体７０との間に介装すると、インプリントモールド５３の突起部５３３の押圧によってクッション材６０Ｂを引き寄せてしまい、クッション材６０Ｂが比較的広い範囲で変形し、被成形体７０がクッション材６０Ｂの変形に追従することで伸長したり破損したりする場合がある。
【００４０】
次いで、図２のステップＳ１１４において、第１の絶縁性基板２１を６０℃以下まで冷却させた後、プレスヘッド５２を上昇させることで、第１の絶縁性基板２１を離型させる。
【００４１】
この際、本実施形態では、上述のように、クッション材６０を構成する樹脂材料の荷重たわみ温度Ｔａが、被成形体７０を構成する樹脂材料の荷重たわみ温度Ｔｂよりも相対的に大きくなっている（Ｔａ＞Ｔｂ）ので、クッション材６０が第１の絶縁性基板２１（被成形体７０）と溶着してしまうのを防止することができる。
【００４２】
次いで、図２のステップＳ１２０において、図６に示すように、第１の絶縁性基板２１の全面に、無電解めっきによってシード層４１を形成する。このシード層４１は、例えば銅やニッケル等から構成されており、０．２［μｍ］程度の層厚を有している。なお、無電解めっきに代えて、ＤＰＰ（Direct Plating Process）、スパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ等によってシード層４１を形成してもよく、シード層４１を、例えばカーボンやパラジウム等で構成してもよい。
【００４３】
次いで、図２のステップＳ１３０において、図７に示すように、ステップＳ１２０で形成したシード層４１を利用して、第１の絶縁性基板２１の凹部２１１や貫通孔２１２に銅やニッケルを電解めっきによって充填して、めっき層４２を形成する。
【００４４】
次いで、図２のステップ１４０において、図８に示すように、めっき層４２におけるインプリント側の面４２１（図８において上面）を第１の絶縁性基板２１が露出するまで研磨してめっき層４２を平坦化することで、第１の配線パターン２２やバイアホール２４を形成する。なお、めっき層４２の上面４２１をエッチングすることで平坦化してもよい。
【００４５】
次いで、図２のステップＳ１５０において、図９に示すように、サブトラクティブ法によって第２の配線パターン２３を形成することで、第１のプリント配線板２０が完成する。具体的には、めっき層４２の下面４２２に第２の配線パターン２３に対応したレジストパターンを形成し、めっき層４２において当該レジストパターンから露出する部分をエッチングした後に、レジストパターンを除去することで、第２の配線パターン２３が形成される。
【００４６】
なお、第２の配線パターン２３をセミアディティブ法によって形成してもよい。具体的には、ステップＳ１２０で形成したシード層４１の上に第２の配線パターン２３に対応したレジストパターンを形成し、ステップＳ１３０での電解めっきによって、第２の配線パターン２３を形成し、当該レジストパターンを除去した後に、シード層４１の不要な部分をエッチングによって除去する。
【００４７】
次いで、ステップＳ２００において、特に図示しないが、上述したステップＳ１００と同様の要領で、第２のプリント配線板３０を形成する。すなわち、第２の絶縁性基板３１を熱インプリント法によって形成し、無電解めっきによってシード層を形成した後に、配線パターン３２とバイアホール３３を電解めっきによって形成し、めっき層を研磨して平坦化することで、第２のプリント配線板３０を形成する。なお、第２のプリント配線板３０の下面３０１は、第１のプリント配線板２０上に積層されるため、めっき層が除去されており配線パターンは形成されていない（図１０参照）。
【００４８】
次いで、ステップＳ３００において、図１０に示すように、第１のプリント配線板２０の上に第２のプリント配線板３０を積層して、積層プレス機８０によって一括してプレスすることで、多層プリント配線板１０が形成される。
【００４９】
以上のように、本実施形態では、多数の空孔６１を有する多孔質フィルムから構成されるクッション材６０を被成形体７０とステージ５１との間に介在させるので、インプリントモールド５３の突起部５３３の押圧に伴うクッション材６０の変形を局所的にすることができる。このため、突起部５３３の押圧に伴う被成形体７０の伸長や破損を抑制することができ、被成形体７０の変形を最小限に止めることができるので、バイアホール２４を高精度に形成することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、クッション材６０を構成する樹脂材料の荷重たわみ温度（Ｔａ）が、被成形体７０を構成する樹脂材料の荷重たわみ温度（Ｔｂ）よりも相対的に高く設定されている（Ｔａ＞Ｔｂ）。このため、インプリント成形時に、クッション材６０が被成形体７０と溶着するのを防止することができる。
【００５１】
本実施形態における第１及び第２の絶縁性基板２１，３１が本発明における構造体の一例に相当し、本実施形態における貫通孔２１２が本発明における貫通孔の一例に相当し、本実施形態におけるクッション材６０が本発明における多孔質フィルムの一例に相当し、本実施形態におけるインプリントモールド５３が本発明におけるモールドの一例に相当し、本実施形態におけるステージ５１が本発明における支持体の一例に相当する。
【００５２】
また、本実施形態における図２のステップＳ１１１が本発明における第１の工程の一例に相当し、本実施形態における同図のステップＳ１１２が本発明における第２の工程の一例に相当し、本実施形態における同図のステップＳ１１３が本発明における第３の工程の一例に相当し、本実施形態における同図のステップＳ１１４が本発明における第４の工程の一例に相当する。
【００５３】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５４】
上述の実施形態では、貫通孔２１２を有する絶縁性基板２１を熱インプリント法によって製造する例について説明したが、貫通孔を有する構造体であれば、プリント配線板の絶縁性基板に限定されない。
【符号の説明】
【００５５】
１０…多層プリント配線板
２０…第１のプリント配線板
２１…第１の絶縁性基板
２１１…凹部
２１２…貫通孔
２２…第１の配線パターン（上側配線パターン）
２３…第２の配線パターン（下側配線パターン）
２４…バイアホール
３０…第２のプリント配線板
４１…シード層
４２…めっき層
５０…インプリント装置
５１…ステージ
５２…プレスヘッド
５３…インプリントモールド
５３１…本体部
５３２…凸部
５３３…突起部
６０…クッション材
６１…空孔
７０…被成形体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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